Page 100 - 《爆炸与冲击》2025年第5期

第 45 卷 吴 昊，等： 基于战斗部侵彻动爆一体化效应的遮弹层设计 第 5 期

体的内能和动能，然而壳体断裂成破片后以约 800 m/s 的速度（图 11）飞散，并与周围混凝土发生强烈碰
撞。对于本节讨论的工况，断裂破片的破坏作用强于弹壳的约束耗能作用，因此，靶体损伤更严重，刘彦等 [23]
通过试验和数值模拟也得到了相同的结论。

100 50

80 MPa DB-5.0 41 MPa DB-5.0
80 JB-6.0 40 JB-6.0
JB-5.0 JB-5.0
800 mm B 60 35 MPa 30 23 MPa 18 MPa
1 000 mm Stress/MPa 40 25 MPa Stress/MPa 20
20
10
A 0 0
−20 −10
0 2 4 6 8 10 0 2 4 6 8 10
Time/ms Time/ms
(a) Schematic diagram of measuring points (b) Measuring point A (c) Measuring point B
图 10 测点位置示意图及应力时程
Fig. 10 Schematic diagram of measuring points and stress-time histories
1 000

819.5 m/s
800
Velocity/(m·s −1 ) 600

400

200
Detonation

0 1 2 3 4 5 6 7
Time/ms

图 11 弹壳断裂及典型破片速度时程
Fig. 11 Fracture of projectile casing and typical velocity-time history of fragment

综上，对于本节 105 mm 缩比弹体以 450 m/s 的速度打击 NSC 靶体的工况，由于考虑了侵彻和爆炸
应力场叠加效应和弹壳约束及断裂破片作用，采用侵彻动爆法预测得到的靶体破坏深度和开坑直径较
传统侵彻静爆法分别增大 6.88% 和 7.99%，且增幅会随着弹型和装药质量等的不同而产生变化，对于原
型战斗部毁伤分析不能忽略（见 3.2 节）。因此，对于原型战斗部打击下的遮弹层须采用侵彻动爆法进行
设计。

2.2 不同起爆时刻的对比
随着控制技术的发展，目前可根据过载、速度和位移引信等精确控制起爆时刻。在侵彻动爆一体化
有限元分析方法中，首先对侵彻阶段进行预模拟，从预模拟结果中读取与研究工况相对应的起爆时刻和
起爆点坐标，通过设置*INITIAL_DETONATION 关键字参数，可以使侵彻过程中的弹体装药在指定时刻
起爆。陈龙明等 [24] 的研究指出，弹体装药在具有一定速度时起爆会使爆炸应力场分布发生变化，从而引
起显著的靶体损伤差异。本节通过对比不同起爆时刻靶体的破坏深度、开坑直径和应力时程，分析起爆
时刻的影响。
基于 2.1 节中的工况 DB-5.0，分别对弹体在头部进入靶体瞬间（工况 DB-0.4）、弹身中部进入靶体瞬
间（工况 DB-0.8）、弹尾全部进入靶体瞬间（工况 DB-2.0）和速度降为零瞬间（工况 DB-5.0）起爆 4 种工况
进行数值模拟。图 12(a) 给出了 4 种工况的示意图和各起爆时刻弹体的瞬时速度，图 13 给出了 4 种工况
靶体最终的损伤云图。可以看出：工况 DB-0.4、DB-0.8、DB-2.0 和 DB-5.0 的破坏深度分别为 576、746、

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